專利名稱：一種家用健康指數(shù)分析儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種分析儀，具體地講，涉及一種家用健康指數(shù)分析儀。
背景技術(shù)：
隨著社會的發(fā)展，人們對個人的健康問題尤為重視。但由于年輕人的工作繁忙、老 年人的行動不便等等原因而不能經(jīng)常到醫(yī)院檢查身體的健康指標(biāo)。因此，人們很難了解自 己的健康狀況，從而不能合理調(diào)節(jié)自己的生活導(dǎo)致健康指數(shù)下降，以及不能提前發(fā)現(xiàn)和預(yù) 防一些疾病從而導(dǎo)致錯過一些疾病的最佳治療期。于是，人們希望在家里就能了解自己的 健康狀況。據(jù)醫(yī)學(xué)統(tǒng)計，血壓、肥胖、體溫心率是健康問題的非常重要的參數(shù)，譬如肥胖容易 引起免疫力下降、高血壓等癥狀，而高血壓又是心、腦、血管等疾病的前兆。經(jīng)常關(guān)注自己的 血壓、肥胖、體溫、心率等指標(biāo)是非常重要的。大家都知道，傳統(tǒng)的儀器性能單一并且操作不 方便，比如水銀血壓計甚至有很多人不會用。此為現(xiàn)有技術(shù)的不足之處。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種功能全面、操作簡便、對健康指數(shù)進(jìn)行存儲 分析的健康指數(shù)分析儀。本發(fā)明采用如下技術(shù)方案實現(xiàn)發(fā)明目的
一種家用健康指數(shù)分析儀，包括微控制系統(tǒng)和信號采集系統(tǒng)，其特征是所述微控制系 統(tǒng)由微控制器分別連接顯示屏、鍵盤電路和串口電路組成，所述信號采集系統(tǒng)包括室溫測 量電路和與A/D轉(zhuǎn)換電路分別連接的血壓測量電路、體重測量電路、體溫測量電路、心率心 音測量電路。作為對本技術(shù)方案的進(jìn)一步限定，所述血壓測量電路包括環(huán)形振蕩電路、充氣電 機電路和放氣電磁閥電路。作為對本技術(shù)方案的進(jìn)一步限定，所述體重測量電路包括變阻式壓力傳感器BR1， 所述變阻式壓力傳感器BRl連接儀表放大器一 U2，所述儀表放大器一 U2連接精密放大器一 U5，所述變阻式壓力傳感器BRl和儀表放大器一 U2都連接精密放大器二 U3，所述精密放大 器二 U3連接穩(wěn)壓源電路一 U4。作為對本技術(shù)方案的進(jìn)一步限定，所述心率心音測量電路包括拾音頭Li，所述拾 音頭Ll連接儀表放大器二 TO，所述儀表放大器二 U6連接精密放大器三U7。作為對本技術(shù)方案的進(jìn)一步限定，所述體溫測量電路包括電阻式溫度傳感器Rtl， 所述電阻式溫度傳感器Rt 1連接儀表放大器三U8，所述儀表放大器三U8連接精密放大器四 U9，所述精密放大器四U9連接穩(wěn)壓源電路二 U10。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的優(yōu)點和積極效果是本發(fā)明把多種測試器集于一 體，不僅能夠測試血壓、體重、體溫、心率、心音來滿足人們測試的方便而且能夠?qū)y試身體 健康的各項指標(biāo)進(jìn)行分析存儲，并且可以把一段時間內(nèi)的存儲的指標(biāo)進(jìn)行健康趨勢分析。 本儀器以測得的身體指數(shù)為依據(jù)，調(diào)取存儲的醫(yī)學(xué)依據(jù)進(jìn)行身體健康狀況分析并以溫馨提示或注意事項的方式提示用戶的身體狀況，可以使得用戶合理的調(diào)整生活以及對一些疾病 的預(yù)防和提前發(fā)現(xiàn)。


圖1為本發(fā)明優(yōu)選實施例的結(jié)構(gòu)原理圖。圖2為本發(fā)明血壓測量電路的結(jié)構(gòu)原理圖。圖3為本發(fā)明體重測量電路的結(jié)構(gòu)原理圖。圖4為本發(fā)明心率心音測量電路的結(jié)構(gòu)原理圖。圖5為本發(fā)明體溫測量電路的結(jié)構(gòu)原理圖。圖6為本發(fā)明A\D轉(zhuǎn)換電路結(jié)構(gòu)原理圖。圖7為本發(fā)明串口電路結(jié)構(gòu)原理圖。圖8為本發(fā)明的電源電路圖。圖9為本發(fā)明液晶顯示屏電路結(jié)構(gòu)原理圖。圖10為本發(fā)明鍵盤電路結(jié)構(gòu)原理圖。圖11為本發(fā)明微控制器系統(tǒng)電路結(jié)構(gòu)原理圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和優(yōu)選實施例對本發(fā)明作更進(jìn)一步的詳細(xì)描述。參見圖1，一種家用健康指數(shù)分析儀，包括微控制系統(tǒng)和信號采集系統(tǒng)，所述微控 制系統(tǒng)由微控制器分別連接顯示屏、鍵盤電路和串口電路組成；所述信號采集系統(tǒng)由室溫 測量電路和與A/D轉(zhuǎn)換電路分別連接的血壓測量電路、體重測量電路、體溫測量電路、心率 心音測量電路。參見圖2，所述血壓測量電路包括環(huán)形振蕩電路、充氣電機電路和放氣電磁閥電 路。所述環(huán)形振蕩電路包括變?nèi)菔綁毫鞲衅鱒Cl、74HC00四與非門Ul、電阻Rl、R2，一起 構(gòu)成帶RC延遲電路的環(huán)形振蕩電路。此電路可以使血壓引起的電容變化映射為相應(yīng)頻率 的方波，通過微處理器U13進(jìn)行測頻率，可以間接測試血壓。Ml為充氣電機，M2為放氣電磁 閥。通過微控制器U13控制充氣、放氣，實現(xiàn)全自動測量血壓。Ul 74HC00是四與非門，與RU R2、VCl相接構(gòu)成環(huán)形振蕩電路。Ul的VCC與GND 之間接電容Cl，有穩(wěn)壓濾波的作用，以便為Ul提供更穩(wěn)定的工作電壓。Ul的Fkey腳是環(huán) 形振蕩電路的片選端，接微控制器的PA5腳，當(dāng)為0時，Ul將處于不工作狀態(tài)，當(dāng)為1時，Ul 將處于工作狀態(tài)。Ul的8引腳是頻率輸出端，接微控制器的PBl腳進(jìn)行測頻率。Ml是充氣電機，YQl是開關(guān)三極管一起組成充氣裝置。二極管Dl和電容C2相并 是Ml的保護(hù)電路，上接至VCC，電阻R3、R4串聯(lián)是YQl的開關(guān)控制電路，CM端是電機的控制 端接微控制器的PA6端，控制三極管YQl的導(dǎo)通和截止，間接的控制電機的啟動和停止。M2是放氣電磁閥，YQ2是開關(guān)三極管一起組成放氣裝置。二極管D2、電容C5相并 是M2的保護(hù)電路，，上接VCC，電阻R5、R6串聯(lián)和電容C3 104相并是YQ2的開關(guān)控制電路。 CK端是電磁閥的控制端接微控制器的PA7端，控制三極管YQ2的導(dǎo)通和截止，間接的控制電 磁閥的打開和關(guān)閉。參見圖3，所述體重測量電路包括變阻式壓力傳感器BR1，所述變阻式壓力傳感器BRl連接儀表放大器一 U2，所述儀表放大器一 U2連接精密放大器一 TO，所述變阻式壓力 傳感器BRl和儀表放大器一 U2都連接精密放大器二 U3，所述精密放大器二 U3連接穩(wěn)壓 源電路一 U4。BRl為變阻式壓力傳感器、U2為儀表放大器一 INA333、U5為精密放大器一 0PA2333，一起構(gòu)成體重測量電路。此電路可以使體重引起變阻式壓力傳感器的電阻變化映 射為相應(yīng)的電壓，通過微處理器U13讀取A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換的電壓值，間接測得體重。U4為穩(wěn) 壓源REF5040輸出4. 096V的穩(wěn)定電壓，通過U3精密放大器0PA2333連接的電壓跟隨增加 電壓驅(qū)動，為BRl變阻式壓力傳感器提供恒定參考電壓。R12、R13、MR2串聯(lián)通過U3連接的 電壓跟隨對體重測量電路調(diào)零。變阻式壓力傳感器的橋式電路BRl由四個點可變電阻組成，電阻Ra、Rd和電阻Rb、 Rc之間產(chǎn)生差分電壓經(jīng)過電容C6、CP1接到儀表放大器U2的2、3腳。U2 INA333是儀表放 大器一，1、8引腳接電阻R7，用來控制運放的增益。U2的7腳接AVCC，AVCC接電容C15模擬 地AGND，C15有穩(wěn)壓濾波作用，為U2提供穩(wěn)定的工作電壓。U2的4腳為運放的負(fù)電源端， AVEE經(jīng)旁路電容C7接模擬地。U2的5引腳經(jīng)電阻R8接地。U4 REF5040為基準(zhǔn)電壓源，1、 3、5、7、8腳置空，2腳接AVCC，AVCC接電容CP3和ClO并聯(lián)接地。6腳為U4的輸出引腳，輸 出穩(wěn)定的工作電壓。經(jīng)過電容CP5、Cll并聯(lián)接地，6腳的輸出電壓經(jīng)RlO接至U3運放的3 引腳上，作為U3運放的輸入。運放U3 0PA2333的1腳接為為參考電壓輸出端，輸出穩(wěn)定電 壓4. 096V, 1腳接電阻R9接2腳，構(gòu)成了電壓比較器，1腳輸出的穩(wěn)定電壓經(jīng)電容C8、CP2接 地，穩(wěn)定電壓，濾去諧波，4、8腳為U3的電源地，分別接電容C13、C9接地，U3的5腳為運放 的同相輸入端，通過電阻R12、R13、以及電位器MR2產(chǎn)生分壓輸入，6、7腳接電阻Rll反饋， 構(gòu)成電壓跟隨器，7腳的輸出端接電阻R19接U2的參考電壓輸入端，起到調(diào)零作用，將空載 時U2的電壓調(diào)至OV以上。U2的輸出端6腳接電阻R18送至運放U5 0PA2333的同相輸入 端，進(jìn)行下一級放大，U5中包含兩個運放，1、2、3構(gòu)成一個運放，U5的1腳輸出接5腳作為 第三級運放的輸入，7腳為三級運放輸出端，接AD轉(zhuǎn)換電路的9腳，進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換。參見圖4，所述心率心音測量電路包括拾音頭Li，所述拾音頭Ll連接儀表放大 器二 U6,所述儀表放大器二 U6連接精密放大器三U7，Ll為拾音頭、U6為儀表放大器二 INA333、U7為精密放大器三0PA2333，一起構(gòu)成心率心音測量電路，此電路可以將心跳、脈 搏等振動信號映射為電壓的變化，并把相應(yīng)的電壓變化分成兩路一路送至A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行 心率測量，另一路送至耳機進(jìn)行聽心音。U6 INA333為儀表放大器二，U6的4、7腳為電源端。分別接電容C22、C24接地。 1腳接電位器MR4接8腳，調(diào)節(jié)運放的增益。電容C21和電阻R22、R23以及可變電感Ll構(gòu) 成信號采樣電路?？勺冸姼蠰l的兩端分別接U6的同相和反相輸入端2、3引腳，AVCC接電 阻R26串可變電阻MR5接地，產(chǎn)生分壓接電阻R25接TO的參考電壓輸入端5引腳，6腳為 U6的信號輸出引腳，產(chǎn)生的信號經(jīng)電阻R24輸出MBO，MBO信號接電容C25接地，濾去高頻 諧波，U7 0PA2333為雙運放芯片。U6產(chǎn)生的MBO信號輸入到U7的3引腳，同相輸入端，U7 的1腳為信號輸出端，接電位器MR6接電阻R27接地，輸出信號接MR6反饋到運放的反向輸 入端2腳，1腳出來的信號接電容CP8送至耳機，MBO信號接運放5引腳，輸出端7引腳輸出 的信號A2送至AD轉(zhuǎn)換電路，A2信號接電容C28并可變電阻MR7后，將信號反饋到反向輸 入端6引腳上。參見圖5，所述體溫測量電路包括電阻式溫度傳感器Rtl，所述電阻式溫度傳感器Rtl連接儀表放大器三U8，所述儀表放大器三U8連接精密放大器四U9，所述精密放大器四 U9連接穩(wěn)壓源電路二 U10。Rtl為電阻式溫度傳感器，U8為儀表放大器三INA333、U9為精 密放大器四0PA2333，一起構(gòu)成體溫測量電路。此電路可以使體溫引起的電阻式溫度傳感器 的電阻變化映射為相應(yīng)的電壓，通過微處理器讀取A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換的電壓值，間接測得體 溫。UlO為穩(wěn)壓源二 REF5040輸出4. 096V的穩(wěn)定電壓，通過U9精密放大器四0PA2333連接 的電壓跟隨增加電壓驅(qū)動，為Rtl變阻式溫度傳感器提供恒定參考電壓。測量室溫使用的 是數(shù)字溫度傳感器J2 18B20。圖5中闡述了體溫和室溫測試電路，測試室溫采用18B20，引腳2經(jīng)電阻R38得到 輸出信號B20，接至單片機的PBO引腳，UlO REF5040為基準(zhǔn)穩(wěn)壓源，2腳為輸入引腳，6腳為 輸出引腳，輸出電壓接電阻R36接U9運放的5腳，進(jìn)行電壓放大，U9的7腳為參考電壓輸出 端，輸出電壓TemRef,TemRef電壓接電阻R35反饋到U9的反向輸入端6腳。U8 INA333為 儀表放大器三，1腳接電位器MR9接8引腳，調(diào)節(jié)電路增益。電阻R32、R30、R31、電容C30、 CP9、電位器MR8以及變阻式溫度傳感器構(gòu)成的溫度采樣電路。將采集的信號接至U8的2、 3腳上，實現(xiàn)差分輸入，減小誤差。5引腳為參考電壓輸入端，接地，6腳放大信號輸出端接電 阻R34經(jīng)電容C33接地，放大信號接至U9 0PA2333運放同相輸入端3引腳，1引腳為信號 輸出端，輸出信號A3經(jīng)電位器MRlO并電容C35反饋到反向輸入端2引腳，2引腳接R33接 地，放大輸出信號A3送到AD轉(zhuǎn)換電路中進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。參見圖6，由U12為TLC3548構(gòu)成了模擬電壓信號到數(shù)字信號的轉(zhuǎn)化電路，U12 TLC3548為ADC轉(zhuǎn)換芯片，2、7、24接電源VCC，VCC接電容C49接地，17、23引腳接AVCC接 電容接地，6腳接GND, 22,18腳接AGND, 1、3、4、5、8腳分別接單片機的PA0、PA1、PA2、PA3引 腳，21腳經(jīng)過電容C45、CP13接AGND，19腳經(jīng)電容CP14、C46接AGND。參見圖7，由串口電平轉(zhuǎn)換芯片Ull MAX232和SERl串口頭，構(gòu)成串口電路。此電 路實現(xiàn)了微處理器與電腦的通信。Ull的1腳接電容C40接3腳；4腳接電容C41接5腳； 6腳接電容C44接地；2腳接電容C42接VCC ；16腳接VCC接電容C43接地，15腳接地；11、 12、13、14腳置空。9、10腳分別接單片機的PD0、PD1引腳。Ull的7、8腳接串口的2、3腳， 串口 5腳接地，外殼接地，防止對傳輸數(shù)據(jù)引起干擾。參見圖8，由電感、電容和電源指示燈構(gòu)成電源的管理電路。此電路實現(xiàn)了模擬電 源與數(shù)字電源的匯集，減少彼此之間的干擾。通過電感L2、L3將模擬正電源與數(shù)字正電源 隔離。通過電感L4、L5將數(shù)字地與模擬地隔離，防止兩者相互產(chǎn)生干擾。模擬負(fù)電源AVEE 經(jīng)過電感L6進(jìn)行隔離。發(fā)光二極管LEDl與電阻R39串聯(lián)，正極接電源，負(fù)極接地；LED2與 電阻R40串聯(lián)正極接地，負(fù)極接AVEE。參見圖9，為12864顯示模塊，數(shù)據(jù)信息通過12864進(jìn)行顯示。本實例中12864采 用串行顯示方式，串行方式使用的單片機的端口引腳比較少。IXDrSt、IXDSClk、IXDSdata、 LCDcs分別接單片機的PB3、PB4、PB5、PB2引腳。參見圖10，為矩陣式鍵盤，三行四列共12個按鍵。Keyhl、Keyh2、Keyh3、Keyh4、 Keyll、Keyl2、Keyl3、Keyl4 分別接單片機的 PCO, PCI、PC2、PC3、PC4、PC5、PC6、PC7。參見圖11，由U13為微處理器ATmegaie單片機和一些外圍器件構(gòu)成微處理器最 小系統(tǒng)。此電路為整個系統(tǒng)的控制中心，實現(xiàn)所有測試的計算分析，以及人機界面的控制， 和計算機的通信。
左圖是單片機時鐘電路。晶振接之單片機的7、8引腳，接電容C55、C54接地。右圖 為單片機的復(fù)位電路，當(dāng)按鍵被按下，單片機的復(fù)位引腳處于低電平，單片機將進(jìn)行復(fù)位。 中間為Atmegal6-16AC單片機，5、17、38引腳接VCC接電容C58接地，27引腳接AVCC接電 容C57接地，29腳接電容C56接地，28腳接地。右上圖為下載器電路。1、5、7、9分別接單片機的PB5、單片機4腳、PB7、PB6腳， 2腳接二極管D3接VCC，D3的作用是防止VCC給單片機倒充電，4、6、8、10接地，3腳置空。當(dāng)然，上述說明并非對本發(fā)明的限制，本發(fā)明也不僅限于上述舉例，本技術(shù)領(lǐng)域的 普通技術(shù)人員在本發(fā)明的實質(zhì)范圍內(nèi)所做出的變化、改型、添加或替換，也屬于本發(fā)明的保 護(hù)范圍。
權(quán)利要求
一種家用健康指數(shù)分析儀，包括微控制系統(tǒng)和信號采集系統(tǒng)，其特征是所述微控制系統(tǒng)由微控制器分別連接顯示屏、鍵盤電路和串口電路組成，所述信號采集系統(tǒng)由室溫測量電路和與A/D轉(zhuǎn)換電路分別連接的血壓測量電路、體重測量電路、體溫測量電路、心率心音測量電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述家用健康指數(shù)分析儀，其特征是所述血壓測量電路包括環(huán)形 振蕩電路、充氣電機電路和放氣電磁閥電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述家用健康指數(shù)分析儀，其特征是所述體重測量電路包括變阻 式壓力傳感器BRl，所述變阻式壓力傳感器BRl連接儀表放大器一 U2，所述儀表放大器一 U2 連接精密放大器一 U5，所述變阻式壓力傳感器BRl和儀表放大器一 U2都連接精密放大器二 U3，所述精密放大器二 U3連接穩(wěn)壓源電路一 U4。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述家用健康指數(shù)分析儀，其特征是所述心率心音測量電路包括 拾音頭Li，所述拾音頭Ll連接儀表放大器二 TO，所述儀表放大器二 U6連接精密放大器三 U7。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述家用健康指數(shù)分析儀，其特征是所述體溫測量電路包括電阻 式溫度傳感器Rt 1，所述電阻式溫度傳感器Rt 1連接儀表放大器三U8，所述儀表放大器三U8 連接精密放大器四U9，所述精密放大器四U9連接穩(wěn)壓源電路二 U10。
全文摘要
一種家用健康指數(shù)分析儀，包括微控制系統(tǒng)和信號采集系統(tǒng)，其特征是所述微控制系統(tǒng)由微控制器分別連接顯示屏、鍵盤電路和串口電路組成；所述信號采集系統(tǒng)由室溫測量電路和與A/D轉(zhuǎn)換電路分別連接的血壓測量電路、體重測量電路、體溫測量電路、心率心音測量電路。本發(fā)明把多種測試器集于一體，不僅能夠測試血壓、體重、體溫、心率、心音來滿足人們測試的方便而且能夠?qū)y試身體健康的各項指標(biāo)進(jìn)行分析存儲，并且可以把一段時間內(nèi)的存儲的指標(biāo)進(jìn)行健康趨勢分析。
文檔編號A61B5/0205GK101953680SQ20101051559
公開日2011年1月26日 申請日期2010年10月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月22日
發(fā)明者吳新華, 李 榮, 王忠林, 高平東 申請人:濱州學(xué)院